Статья: Достижения и перспективы развития фотоэлектроники на Х Форуме «Микроэлектроника 2024» (2024)

Представлены теоретические исследования криптон-гелиевой плазмы в качестве активной среды лазера с оптической накачкой. Созданы кинетические модели Ar-He и Kr-He плазмы и проведено сравнение эффективности наработки метастабильных атомов в данных средах. Показано, что Kr-He плазма позволяет получить более высокую концентрацию метастабильных атомов при меньшем напряжении разряда. Обоснована возможность получения в среде Kr-He одновременной лазерной генерации на двух длинах волн 877,7 нм и 892,9 нм. Проведены эксперименты по получению лазерной генерации на метастабильных атомах криптона на длине волны 892,9 нм. Для возбуждения метастабильных атомов криптона использовался импульсно-периодический разряд. Оптическая накачка осуществлялась излучением диодного лазера.

Представлена экспериментальная оценка характеристик СВЧ-фильтра на основе высокоомного кремния, выполненного по SIW (Substrate Integrated Waveguide)-технологии. Проведена итеративная обработки электронным излучением по разработанному алгоритму. Показана работоспособность фильтра при накопленной дозе 150 Мрад, критическое изменение S-параметров при накопленной дозе 300 Мрад.

Рассчитан коэффициент запаса при эксплуатации СВЧ-фильтра на различных орбитах. Показана возможность применения СВЧ-фильтра на внешних поверхностях космического аппарата без применения дополнительных мер защиты.

Методом дифференциального термического анализа исследована структурная релаксация в стеклах As30Se70, As40Se60, Ge10As40Se50, Ge20Se80, охлажденных из расплава с разной скоростью; определены температуры стеклования стекол, определена зависимость температуры стеклования от скорости охлаждения. По экспериментально полученным зависимостям температуры стеклования от скорости охлаждения рассчитана энергия активации релаксации. Результаты сопоставлены со средним координационным числом и изменением удельного объема. Для стекла As40Se60 показана корреляция между температурой стеклования, удельным объемом и коэффициентом преломления, что позволяет давать количественные оценки температурно-временным изменениям физических структурно-чувствительных свойств стекол в процессе обработки и эксплуатации по анализу релаксационных кривых теплоемкости.

Рассмотрена группа актуальных способов компенсации негативного влияния дефектных элементов на пороговые характеристики фотомодулей (ФМ) инфракрасного диапазона (ИК) с режимом временной задержки и накопления (ВЗН). Особенностью изучаемой группы является компенсация, основанная на деселекции (отключении) дефектных элементов. Проведены эксперименты по изучению влияния рассмотренных подходов на шум, отношение сигнал/шум (SNR) и удельную обнаружительную способность (D*) каналов ИК ФМ с режимом ВЗН. Анализ эмпирических данных показал, что современные инструменты компенсации негативного влияния обеспечивают улучшение шума и SNR каналов. Однако при этом способы ухудшают D* некоторой части каналов. Показано, что данный негативный эффект обусловлен критериями детектирования дефектных элементов, применяемыми в современных решениях. Известными правилами детектирования не оценивается, способно ли изменение SNR каналов после деселекции компенсировать потери их эффективной фоточувствительной площади (ЭФП). Предложен критерий, выполняющий данную оценку. Совокупное использование такого критерия с деселекцией позволяет улучшить шум и SNR каналов фотомодуля без ухудшения их D*.

Получено нестационарное уравнение диффузии проникновения переменного магнитного поля в сверхпроводники, находящихся в мейснеровском состоянии, в соответствии с двухжидкостной моделью, согласно которой все электроны в сверхпроводнике делятся на два типа – сверхпроводящие и нормальные. Представлена физическая интерпретация выведенного уравнения и отмечены некоторые его особенности. При гармоническом изменении магнитного поля данное уравнение сводится к модифицированному уравнению Лондонов, в котором получено комплексное выражение для глубины проникновения переменного магнитного поля в зависимости от частоты и долей концентраций нормальных и сверхпроводящих электронов (или фактически от температуры). Получены аналитические решения нестационарного уравнения диффузии в сверхпроводниках в некоторых частных случаях – для сверхпроводящего полупространства и плоскопараллельной сверхпроводящей пластины конечной толщины с заданными граничными и начальными условиями.